下一代電信級(jí)高端路由器的基石

高端路由器從誕生發(fā)展至今，經(jīng)歷了幾番更新?lián)Q代的歷程。第一代路由器采用集中轉(zhuǎn)發(fā)、固定接口方式，由一個(gè)處理器CPU和固定數(shù)量的接口組成，接口模塊和CPU之間通過(guò)總線連接；第二代路由器采用CPU集中轉(zhuǎn)發(fā)，接口采用模塊化設(shè)計(jì)；第三代路由器是基于CPU的分布式軟件轉(zhuǎn)發(fā)；第四代路由器是基于ASIC的分布式硬件轉(zhuǎn)發(fā)；第五代路由器在硬件體系結(jié)構(gòu)上繼承了第四代路由器的成果，采用ASIC硬件加可編程網(wǎng)絡(luò)處理器模式以及分布式結(jié)構(gòu)，在復(fù)雜業(yè)務(wù)流程處理上采用了可編程的、專為 IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)處理器技術(shù)，替代了部分ASIC技術(shù)。

在路由器的發(fā)展歷程中，芯片技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步是巨大的推動(dòng)力。目前國(guó)內(nèi)有能力的設(shè)備廠商都加大了對(duì)自研芯片的研究投入，推出了一系列自主研發(fā)的芯片，但這些芯片還不能完全滿足電信級(jí)高端路由器發(fā)展的要求。中興通訊為了提升電信級(jí)高端路由器的能力，依托自己研發(fā)的高端芯片，設(shè)計(jì)出完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的下一代高端路由器產(chǎn)品，積極推動(dòng)高端芯片技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)高性能處理芯片

支撐下一代電信級(jí)高端路由器產(chǎn)品最核心的技術(shù)是高端芯片技術(shù)，主要包括高速路由轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)、大容量分組交換技術(shù)和復(fù)雜流量管理技術(shù)三大核心芯片技術(shù)。這三大芯片在系統(tǒng)中的位置如下圖所示：

目前市場(chǎng)上能提供此類商用芯片的廠家很少，而且基本處于技術(shù)壟斷狀況。為了振興民族工業(yè)，響應(yīng)政府的科技創(chuàng)新的號(hào)召，中興通訊自主研發(fā)了高端路由器的三大核心芯片，包括ZXRIC PFE40高性能的40G網(wǎng)絡(luò)處理器芯片組，ZXRIC SF600、SA40大容量三級(jí)CLOS級(jí)聯(lián)分組交換套片和ZXRIC TME20、TME40用戶功能可定制升級(jí)流量管理芯片，并將這些高端芯片應(yīng)用在自主研發(fā)的下一代電信級(jí)高端路由器上，推出了國(guó)內(nèi)首款完全自主知識(shí)產(chǎn)品的電信級(jí)高端路由器產(chǎn)品。

ZXRIC PFE40高性能的40G網(wǎng)絡(luò)處理器

隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)流量產(chǎn)生爆炸性的增長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)儲(chǔ)備，40G終于開(kāi)始在國(guó)內(nèi)逐步投入商用。隨著40G的迅猛發(fā)展，100G也逐步走上技術(shù)舞臺(tái)。當(dāng)前在做好40G應(yīng)用的同時(shí)，也要密切關(guān)注和積極推進(jìn)100G系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和成熟，以便在市場(chǎng)需要的時(shí)候及時(shí)地推出100G系統(tǒng)。

現(xiàn)階段單端口40G的線速轉(zhuǎn)發(fā)性能已經(jīng)成為下一代電信級(jí)高端路由器的基本特性之一。但是由于單片40G性能的芯片技術(shù)難度大、成本高等原因，能提供高速網(wǎng)絡(luò)處理器芯片的廠商越來(lái)越少，一些原來(lái)提供網(wǎng)絡(luò)處理器芯片的比較有實(shí)力的大芯片廠商也逐漸退出這一市場(chǎng)。

作為國(guó)產(chǎn)高端通信設(shè)備的領(lǐng)航者，中興通訊自主研發(fā)了ZXRIC PFE40高性能的40Gbps包轉(zhuǎn)發(fā)處理芯片，該處理芯片由兩部分組成：ZXRIC PFE-40-I上行入口側(cè)包轉(zhuǎn)發(fā)處理部分，主要負(fù)責(zé)接口側(cè)數(shù)據(jù)包的接收處理、上交換網(wǎng)；ZXRIC PFE-40-E下行出口側(cè)包轉(zhuǎn)發(fā)處理部分，主要負(fù)責(zé)交換網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)包接收處理和從轉(zhuǎn)發(fā)接口發(fā)送出去。ZXRIC PFE40可以滿足IPV4＋ACL＋QOS 業(yè)務(wù)疊加情況下，1×40G POS接口所有字節(jié)包的線速轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)其靈活的可編程能力，可支持MPLS、組播、URPF、FRR等電信級(jí)路由器的業(yè)務(wù)功能的提供。

依托ZXRIC PFE40先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，中興下一代電信級(jí)高端路由器設(shè)備，可以支持單板高達(dá)4×40G的線速轉(zhuǎn)發(fā)能力，整機(jī)可提供最大64個(gè)40G線速端口，同時(shí)ZXRIC  PFE40的高可編程能力和芯片升級(jí)能力，為電信級(jí)路由器的豐富業(yè)務(wù)支持提供了可靠的技術(shù)支撐。

伴隨著40G網(wǎng)絡(luò)處理器芯片ZXRIC PFE40的研發(fā)腳步，中興通訊大力投入了大量研發(fā)力量進(jìn)行100G芯片的預(yù)研工作，力爭(zhēng)在技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)成熟的同期，推出具備100G線速轉(zhuǎn)發(fā)性能的網(wǎng)絡(luò)處理器芯片。

ZXRIC SF600、SA40大容量三級(jí)CLOS級(jí)聯(lián)分組交換套片

交換網(wǎng)是電信級(jí)高端路由器的心臟，它的性能直接決定了高端路由器的整機(jī)容量。中興通訊研制的ZXRIC SF600交換網(wǎng)芯片具備了600Gbps Crossbar交換容量，其輔助接入芯片ZXRIC SA40支持40Gbps交換接入（后續(xù)可擴(kuò)展支持100Gbps交換接入）。

采用ZXRIC SF600和SA40構(gòu)建中興下一代電信級(jí)高端路由器設(shè)備的交換網(wǎng)，單機(jī)可提供最大28.8Tbps的交換容量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前市場(chǎng)上商用的交換芯片的能力。此外，ZXRIC SF600支持采用三級(jí)CLOS級(jí)聯(lián)，可提供高端路由產(chǎn)品的多設(shè)備集群功能。采用三級(jí)CLOS級(jí)聯(lián)后，中興下一代電信級(jí)高端路由器設(shè)備的集群交換容量可達(dá)1000Tbps以上（目前流行的某國(guó)外廠商的交換網(wǎng)級(jí)聯(lián)最大交換容量為153.6Tbps）。

ZXRIC TME20、TME40用戶功能可定制流量管理芯片

高QoS能力是電信級(jí)高端路由器的基本要求。中興通訊研制的流量管理芯片包括兩款ZXRIC TME20和ZXRIC TME40。ZXRIC TME20可提供20Gbps的流量吞吐量，ZXRIC TME40則提供高達(dá)40Gbps的流量吞吐量。ZXRIC TME系列芯片不僅容量大，還支持豐富的用戶定制功能，可根據(jù)用戶的需要定制開(kāi)發(fā)相關(guān)功能。

中興下一代電信級(jí)高端路由器上放置了單片ZXRIC TME20/TME40芯片后，單板最大可提供高達(dá)256K的硬件隊(duì)列數(shù)，可提供高達(dá)20Gbps/40Gbps的流量管理能力。ZXRIC TME系列芯片充足的隊(duì)列資源和流量緩存能力為精確控制用戶流量行為提供了堅(jiān)實(shí)的硬件基礎(chǔ)。同時(shí)ZXRIC TME系列支持多達(dá)五級(jí)的層次化QoS機(jī)制，可以針對(duì)運(yùn)營(yíng)商的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、語(yǔ)音業(yè)務(wù)、IPTV業(yè)務(wù)等不同業(yè)務(wù)要求提供不同的服務(wù)等級(jí)保證，適應(yīng)運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)的多業(yè)務(wù)承載發(fā)展要求。

低功耗，綠色環(huán)保

ZXRIC芯片系列由于集成度高，要達(dá)到同樣的容量所需要的芯片數(shù)量遠(yuǎn)小于現(xiàn)有的商用芯片，所以在使用ZXRIC芯片的設(shè)備的功耗方面，要遠(yuǎn)低于使用其他商用芯片的設(shè)備。
 
采用中興通信自研的芯片技術(shù)構(gòu)筑的下一代電信級(jí)高端路由器產(chǎn)品，在技術(shù)先進(jìn)性和低成本方面都走在了業(yè)界的前端。ZXRIC芯片組是下一代電信級(jí)高端路由器的基石。